云南省农用地土壤生态环境基准与质量标准建立的思考及建议

生态毒理学报

Asian Journal of Ecotoxicology

第16卷第1期2021年2月

V ol.16,No.1Feb.2021

㊀㊀基金项目：云南省教育厅科学研究基金资助项目(2018JS026)；云南省科技厅青年项目(2019FD038)

㊀㊀第一作者：郎笛(1988 )，女，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为污染物环境行为,E -mail:******************㊀㊀*通讯作者(Corresponding author ),E -mail:******************

DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20191231001

郎笛，王宇琴，张芷梦，等.云南省农用地土壤生态环境基准与质量标准建立的思考及建议[J].生态毒理学报,2021,16(1):74-86

Lang D,Wang Y Q,Zhang Z M,et al.The establishment of soil eco -environmental criteria and environmental quality standards for agricultural land in Yunnan Province [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2021,16(1):74-86(in Chinese)

美国证券法云南省农用地土壤生态环境基准与质量标准建立的思考及建议手机图铃

郎笛*，王宇琴，张芷梦，陶健桥

昆明理工大学环境科学与工程学院，云南省土壤固碳与污染控制重点实验室，昆明650500收稿日期:2019-12-31㊀㊀录用日期:2020-05-07

摘要：自2016年‘土壤污染防治行动计划“颁布以来，土壤环境质量问题受到广泛关注㊂农用地土壤环境状况直接关系到农产品质量安全㊁生态安全和人体健康，亟需制定农用地土壤环境质量标准及各地方标准㊂为满足云南省高原特农业的可持续发展，制定更适用于当地的农用地土壤环境质量标准，需全面分析我国农用地土壤环境质量标准的不足和国内外农用地土壤筛选值的制定方法㊂建议从云南省土壤实际情况出发，综合运用土壤环境地球化学法㊁健康风险评估法㊁生态风险评估法和地下水保护目标法来制定云南省农用地土壤生态环境基准和环境质量标准㊂关键词：农用地；土壤环境质量标准；生态风险；云南省；生态环境基准

文章编号:1673-5897(2021)1-074-13㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:A

The Establishment of Soil Eco-Environmental Criteria and Environmental Quality Standards for Agricultural Land in Yunnan Province

Lang Di *,Wang Yuqin,Zhang Zhimeng,Tao Jianqiao

Faculty of Environment Science &Engineering,Kunming University of Science &Technology,Yunnan Provincial Key Laboratory of Carbon Sequestration and Pollution Control in Soils,Kunming 650500,China

Received 31December 2019㊀㊀accepted 7May 2020

Abstract :With the promulgation of the Action Plan for Prevention and Control of Soil Pollution in 2006,the soil environmental quality issue has been widely concerned.The soil environment quality of agricultural land is directly related to the quality safety of agricultural products,ecological safety and human health.Therefore,it is urgent to establish soil environmental quality standards for agricultural land and local authorities.In order to meet the sus -tainable development of plateau characteristic agriculture in Yunnan Province and formulate relatively reasonable soil environmental quality standards for local agricultural land,it is necessary to thoroughly analyze the deficiency of soil environmental quality standard of agricultural land in China and the establishment method of soil screening value of agricultural land at home and abroad.It is suggested that soil environmental geochemical method,health risk assessment method,ecological risk assessment method and groundwater protection objective method should be comprehensively used to establish soil eco -environmental criteria and environmental quality standards for agricul -

第1期郎笛等：云南省农用地土壤生态环境基准与质量标准建立的思考及建议75

㊀

tural land based on the actual situation of soil in Yunnan Province.

Keywords:agricultural land;soil environmental quality standard;ecological risk;Yunnan Province;eco-environ-mental criteria

㊀㊀土壤环境是国家资源环境安全保障体系的重要部分，它与水㊁大气和生物等环境要素紧密相关，直接关系到环境质量㊁生态安全和人体健康[1]㊂其中，农用地土壤环境质量与人们的关系更为密切，不仅是保证食品质量安全的源头，也是环境污染物暴露的途径㊂随着工业化㊁城市化和农业集约化的快速发展，大量未经处理的污染物向土壤中转移，并在自然因素的作用下汇集㊁残留于土壤环境中，导致土壤质量直线下滑㊂因此，亟待完善农用地土壤环境质量标准的土壤环境保护法规体系，保障农用地土壤环境安全[2-4]㊂

土壤环境质量标准是国家落实土壤环境保护的政策和技术体现，其对土壤中的污染物容许量做出规定，是评价和衡量土壤环境质量的标尺[5-7]㊂制定土壤环境标准的主要依据是土壤生态环境基准[2]，是指人或其他生物不受土壤中污染物威胁的最大剂量(无作用剂量)或浓度，超过这个值就会对人或者

其他生物产生有害的效应㊂农用地土壤生态环境基准一般是指土壤中的污染物既不影响农产品产量和生物的生存发展，又不致使水体污染的阈值[2,8-10]㊂土壤环境质量标准的制定需要建立综合评价指标体系，需考虑土壤理化性质㊁生态受体㊁地下水以及污染物的扩散和迁移等众多环境因素，同时还需参考社会㊁经济㊁政治和科学技术条件等因素[11-17]㊂我国幅员辽阔，横跨多个气候带，地形地貌多样，土地利用方式和耕作历史差异大，造成各区域土壤类型和性质差别较大㊂因此，许多研究者提出土壤环境质量标准与大气和水标准不同，应根据区域土壤特点，制定更加具体细致的地级标准㊂地级标准不仅可以满足不同地区土壤环境质量标准评价的需要，也可以为国家标准的发展与完善提供数据支撑㊂

云南地处我国西南，属低纬度内陆中海拔区域，立体气候显著，红壤面积占全省土地面积的50%，素有红土高原之称㊂云南省结合气候优势和经济发展，正大力发展高原特农业，因此，土壤质量的保障是其长远发展的重中之重㊂云南省常用耕地面积423.01万hm2，有茶叶㊁花卉㊁水果㊁蔬菜㊁中药和咖啡等重点种植产业㊂总体而言，土地利用方式和农作措施多样，土壤受污染状况目前未得到系统全面的调查，农药和化肥带来的污染应充分关注㊂

尽管少部分农业用地可能受到来自矿区排放的重金

属污染，但云南省土壤重金属污染问题不能以偏概

全，需要考虑多方面因素影响㊂2014年我国原环境

保护部和国土资源部公布了‘全国土壤污染状况调

查公报“，公报显示西南地区重金属污染土壤范围

较大[18]㊂云南省矿产资源分布较广，伴随而来的是土壤中金属自然背景值偏高的问题，属于典型的高

背景值土壤地区㊂根据污染土壤的定义，它并不在

污染土壤的范畴，如果仍遵循现阶段土壤环境质量

标准，污染土壤面积可能被高估[19]㊂云南省正在大力推进绿农业发展，需要做系统的土壤调查和生态风险评价，为建立更为严格和科学的农用地土壤环境质量标准提供依据㊂本文通过对我国土壤环境标准体系建立的方法及依据展开研究，结合云南省农用土壤现状和特点，提出建立本省农用地土壤生态环境基准与质量标准的研究需求及建议㊂

1㊀中国农用地土壤环境标准体系现状及存在的不

足(Current situation and deficiency of soil environ-mental standard system for agricultural land in China)

中国的土壤环境保护管理体系建设起步较晚,

2016年出台的‘土壤污染防治行动计划“(土十条)标志着土壤污染防治工作已纳入国家环境治理体系[20]，其宗旨是保护人体健康和生态安全，并明确提出系统构建标准体系的要求㊂为进一步完善土壤污染防治工作的制度建设,2017年颁布了‘建设用地土壤环境调查评估技术指南“[21]‘农用地土壤环境管理办法(试行)“[22]‘污染地块土壤环境管理办法(试行)“[23], 2018年生态环境部发布‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB15618 2018)[24]‘土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB36600 2018)[25],2018年8月‘中华人民共和国土壤污染防治法“[26]出台，从2019年1月1日起正式实施㊂可见近5年来，我国在推进生态文明建设过程中，正加大力度解决日趋严峻的土壤问题㊂

2018年8月以前，我国以‘土壤环境质量标准“(GB15618 1995)[27]作为土壤环境保护工作的基准㊂为了贯彻落实‘中华人民共和国土壤污染防治

76㊀生态毒理学报第16卷

法“[26]，保护农用地土壤环境安全，管控农用地土壤污染风险，保障农产品质量安全㊁农作物正常生长和土壤生态环境，采用GB15618 2018代替GB 15618 1995实施，其规定了农用地土壤污染风险筛选值和管制值，以及监测㊁实施与监督要求㊂‘中华人民共和国土壤污染防治法“[26]第十二条指出国务院生态环境主管部门根据土壤污染状况㊁公众健康风险㊁生态风险和科学技术水平，并按照土地用途，制定国家土壤污染风险管控标准，加强土壤污染防治标准体系建设 ; 省级人民政府对国家土壤污染风险管控标准中未作规定的项目，可以制定地方土壤污染风险管控标准；对国家土壤污染风险管控标准中已作规定的项目，可以制定严于国家土壤污染风险管控标准的地方土壤污染风险管控标准；同时，国家支持对土壤环境背景值和生态环境基准的研究㊂随着科研的深入和管理理念的更新，土壤环境保护标准体系在以下几方面有待完善㊂1.1㊀土壤环境背景值

土壤环境背景值是判断土壤是否受污染和污染物累积程度的基础，土壤背景值的测定需根据土壤采样监测并结合成土过程判断㊂若仅根据土壤中某一污染物含量来界定土壤的受污染状况，很多区高背景值地区的土壤无法达标[11,19,28]㊂判定土壤受污染程度根据土壤累积性评价更为合理，也就是利用土壤环境背景值来界定污染物进入土壤的含量变化，这样可以减少无谓的修复工作和不必要的财政开支㊂因此，针对土壤环境背景值和生态环境基准的研究，建议制定出有区分的背景值环境基准，合理规划土地利用方式㊂现阶段我国地方土壤环境标准的研究较为缺乏，仅福建省于2008年出台了‘福建省农业土壤重金属污染分类标准“(DB35/T859 2008)[29]㊂对于湖南省㊁云南省和贵州省等重金属高背景值

地区，如果没有充分的土壤调查确定土壤环境背景值，将难以反映土壤实际受污染情况㊂因此，各省份地方土壤环境背景值的系统完善对我国土壤环境质量标准体系的建立尤为重要㊂

1.2㊀污染物种类

我国现行的‘土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)“(GB15618 2018)[24]包含8种无机元素㊁2种有机氯农药和1种多环芳烃㊂与其他国家相比，污染物指标相对较少，特别是农药及有机污染物，对保护土壤生态安全而言覆盖面不够㊂由于化肥㊁农药及污灌在我国农业生产中大规模使用，使得有机磷㊁有机氯和硫化物等污染物在土壤中累

积㊂目前，土壤污染风险管控标准仅给出六六六和

滴滴涕2种有机氯农药指标，硫化物和有机磷等农

药指标严重缺乏管控㊂此外，标准的制定还应考虑

土壤污染对水体㊁大气等其他环境介质的影响㊂以

加拿大的土壤质量指导值为例，标准依据苯并[a]

芘㊁和苯酚等有机污染物进入地下水和大

气中的迁移规律建模并量化表征㊂

重金属作为评价土壤污染程度的一项重要指

标，各国和地区土壤环境质量标准中关注的重金属

多达16项(表1)㊂在我国现行土壤污染物标准中,

重金属污染指标相对较少，包含8种，并且主要关注

重金属在土壤中的总量，并未对重金属的赋存状态

进行具体的描述㊂

土壤中重金属的总量与生物的吸收量相关性不

大，只有被生物吸收利用的重金属形态(即重金属有

效态)才能与生物受重金属的影响程度形成关联[19]㊂由于我国土壤类型差异显著，重金属形态在不同土

壤类型中不同，其生物有效性也存在很大的差异，土

壤重金属潜在生态风险也大相径庭[38]㊂故仅以土壤中重金属总量为依据来衡量土壤中重金属污染程度或是以它作为土壤生态环境基准的污染指标是远远不够的[11,28]㊂重金属总量指标可以用来评价重金属有效态含量较高的土壤的污染情况，但对重金属有效态含量低而总量高的土壤并不适用[39-40]㊂1.3㊀生态毒理研究

我国土壤环境保护的根本目标是保护人体健康

和土壤生态环境安全㊂土壤生态环境基准应通过健

康风险和土壤生态风险的研究来确立㊂与国外制定

端粒酶的发现

的土壤污染风险筛选值的数据相比，支撑我国土壤

生态环境基准的研究数据较为缺乏㊂例如,‘建设

用地土壤污染风险筛选指导值(三次征求意见稿“[41]

仍然以国外环境基准研究的筛选值作为主要依据㊂

现行农用地土壤环境质量标准主要以耕地为主，园

地㊁牧草地参考执行㊂牧草地所采取的生态环境基

准并未考虑污染物的食物链运移㊂现行标准中土壤

生态环境基准值的制定方法主要是根据作物的回归

模型和物种敏感分布法(species sensitivity distribu-

tions,SSD)推导土壤阈值，主要以水稻㊁小麦㊁玉米和根茎类蔬菜作为受试物种来制定㊂物种敏感分布方法所采用的生态受体也仅考虑了农作物受体，尚未考虑其他具有生态环境敏感性的物种，土壤动物及微生物的生态毒性研究数据较为缺乏㊂

第1期

郎笛等：云南省农用地土壤生态环境基准与质量标准建立的思考及建议

㊀表1㊀部分国家和地区土壤环境质量标准中的重金属污染指标[24,30-37]T a b l e 1㊀H e a v y m e t a l p o l l u t i o n i n d e x i n s o i l e n v i r o n m e n t a l q u a l i t y s t a n d a r d s o f s o m e c o u n t r i e s a n d r e g i o n s [24,30-37]

北京联合大学学报序号N o .污染指标P o l l u t i o n i n d e x 中国[24]

ggg

C h i n a [24]

美国[30]

U S A [30]

加拿大[31]C a n a d a [31]英国[32]U K [32]荷兰[33]N e t h e r l a n d s [33]德国[34]G e r m a n y [34]日本[35]J a p a n [35]澳大利亚[36]A u s t r a l i a [36]中国香港[37]

H o n g k o n g ,C h i n a [37]1锑S b

ɿɿ2砷A s ɿ

ɿɿɿɿɿɿɿ3钡B a

ɿɿɿ4铍B e

5镉C d ɿ

ɿɿɿɿɿɿ

6铬(总量)C r (T o t a l )ɿ

ɿɿɿɿ

7铬(Ⅲ)C r (Ⅲ)

ɿɿ

8铬(Ⅵ)C r (Ⅵ)

ɿɿɿɿɿ

9钴C o

10铜C u ɿ

ɿɿɿ

11铅P b ɿ

ɿɿɿɿ

12锰M n

畜牧兽医学报ɿ

13钼M o

14镍N i ɿ

ɿɿɿɿɿ

15银A g

16铊T l

ɿɿɿ

17锡S n

18钒V

19锌Z n ɿ

ɿɿ

20汞H g ɿ

ɿɿɿ

ɿɿ

21无机汞I n o r g a n i c H g

22有机汞O r g a n i c H g

ɿɿ

78㊀生态毒理学报第16卷

1.4㊀污染土壤修复标准

我国近年来已在污染土壤修复标准化建设中开展了一系列工作，并在‘中华人民共和国土壤污染防治法“[26]中指出，对土壤污染风险管控和修复，需对污染土壤的修复及风险管控效果进行评估㊂与土壤污染风险筛选值的确定类似，土壤修复标准也需根据土壤保护目标和土壤生态环境基准的研究结果来确立㊂但目前国家尚未制定关于污染土壤修复标准的技术指导[42]㊂尽管污染土壤修复技术研究取得了一定的成果，并出台了相应的技术文件，但由于污染土壤修复标准并未建立，标准的实施和监管存在很大的难度[43-48]㊂

2㊀制定云南省农用地土壤生态环境基准和质量标准的建议(Suggestions on establishing soil eco-envi-ronmental criteria and quality standards for agri-cultural land in Yunnan Province)

2.1㊀增加土壤背景值调查

云南省金属矿物种类丰富，有金属矿产和开采量均处于全国领先地位，素有有金属王国之

称㊂1990年出版的‘中国土壤元素背景值“一书对

云南土壤重金属元素背景值进行了统计(表2)[49]㊂对比全国土壤元素背景值的算术平均值和几何平均

值，可观察到云南省大部分重金属元素的土壤背景

值大于全国平均值，部分地区重金属自然背景值甚

至超过国家农用地土壤污染风险筛选值，属于典型

的高背景值地区，这与云南省矿产资源的分布密切